CN104638886B - 用于驱控具有对称接地的中间电路的桥式电路的驱控系统 - Google Patents

用于驱控具有对称接地的中间电路的桥式电路的驱控系统 Download PDF

Info

Publication number
CN104638886B
CN104638886B CN201410643827.4A CN201410643827A CN104638886B CN 104638886 B CN104638886 B CN 104638886B CN 201410643827 A CN201410643827 A CN 201410643827A CN 104638886 B CN104638886 B CN 104638886B
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
primary side
control
interface
bridge circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410643827.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104638886A (zh
Inventor
莱茵哈德·赫策
巴斯蒂安·福格勒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semikron GmbH and Co KG
Original Assignee
Semikron GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semikron GmbH and Co KG filed Critical Semikron GmbH and Co KG
Publication of CN104638886A publication Critical patent/CN104638886A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104638886B publication Critical patent/CN104638886B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
    • H03K17/689—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors with galvanic isolation between the control circuit and the output circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/538—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a push-pull configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
    • H03K17/6871—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors the output circuit comprising more than one controlled field-effect transistor
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/0036—Means reducing energy consumption
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/0081—Power supply means, e.g. to the switch driver

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)

Abstract

本发明涉及用于驱控具有对称接地的中间电路的桥式电路的驱控系统，具有上级控制装置、接口电路和驱控电路，其具有初级侧电路部分、带初级侧参考电位的驱控逻辑电路和次级侧电路部分，其构造有驱动级以驱控带在中性点处对称接地的中间电路、负和正电压接头和多个半导体开关的半桥电路，半导体开关和配属于其的驱动级具有次级侧参考电位。驱控电平移位器将初级侧电路部分与次级侧电路部分连接。初级侧参考电位和下部驱动级的下部次级侧参考电位对应负电压接头电位。接口电平移位器将接口电路与驱控逻辑电路连接。上级控制装置和接口电路在中性点电位上。接口电路、接口电平移位器、驱控逻辑电路、下部驱控电平移位器和下部驱动级单片地集成在HVIC中。

Description

用于驱控具有对称接地的中间电路的桥式电路的驱控系统
技术领域
本发明描述了一种驱控系统，其具有可集成的组件(例如驱控电路)以及用于将具有第一参考电位的上级的(übergeordnet)控制装置的输入信号传递至用于直接驱控分别具有不同的参考电位的半导体开关的驱动级的多个传递级，其中，半导体开关构造成具有对称接地的中间电路的半桥电路。桥式电路通常作为本领域常见地实施为功率半导体模块的单相、两相、三相桥式电路所公知。在此，单相半桥电路构造出多个功率电子电路的基本模块。在半桥电路的设计方案中，两个半导体开关，即第一下部的所谓的下位(BOT-)半导体开关(也公知为低侧开关)和第二上部的所谓的上位(TOP-)半导体开关(也公知为高侧开关)串联布置。此类半桥电路本领域常见地具有与电流压中间电路的连接。半桥电路的输出端构造为交变电压接头并与负载连接。
背景技术
通过交替地切换上位和下位半导体开关，半桥的输出电压在中间电路并且因此也在半桥本身的正和负电压接头的固定的电压值之间变化。因为由此存在两个稳态的电压状态，所以此类半桥电路也被称为两电平逆变器。
直流电压中间电路的本领域常见的设计方案是具有对称接地的设计方案和具有非对称接地的设计方案。在对称接地的情况下，直流电压中间电路具有两个串联的相同的子中间电路，它们由正和负电压接头供电。在两个子中间电路的中间的共同的连接部被称为中性节点，并且在本领域常见的是将其接地。在非对称的设计方案中，本领域常见的是将负电压接头接地。
如下更复杂的半桥电路也是普遍公知的，在这些半桥电路中，能切换三个或更多的稳态的电压状态。这些半桥电路被称为多电平逆变器。多电平逆变器的优点在于，输出电压的走向可以更近地接近期望的正弦形的走向。由此可以减少总谐波失真(TotalHarmonic Distortion，THD)，由此可以使用更小且更廉价的电源滤波器。另一方面，相对于两电平逆变器，借助多电平逆变器可以利用更低的切换频率达到THD的相同的值，由此产生更低的切换损失。但在多电平逆变器中不利的是用于调节的提高的耗费以及更高数量的必需的结构元件和驱控电路。
多电平逆变器的最简单的设计方案是具有刚好三个可切换的电压状态的三电平逆变器。原则上，公知有用于三电平逆变器的两个拓扑结构，即，NPC(Neutral PointClamp，中点箝位型)拓扑结构和TNPC(T-type Neutral Point Clamp，中点箝位T型)拓扑结构，其中，利用子中间电路在中性节点处的对称接地的供应是共同的，其中，中性节点用作第三电压状态。
用于功率桥式电路的驱控系统在本领域常见的是由多个子电路或功能块构成。上级的控制电路的控制信号在第一子电路，即驱控逻辑电路中被处理，并且经由其他组件输送给相应的驱动级。次级侧的驱动级根据所传递的驱控信号来驱控半导体开关。
在更高的通常大于40V的中间电路电压的情况下，本领域常见的是进行初级侧的电路部分与次级侧的电路部分的电位分离(Potentialtrennung)，这是因为相应的电路部分处于不同的参考电位上。在此，为了电流分离(galvanische Trennung)在本领域常见的是使用脉冲变压器、光耦合器或光波导体。
在DE 10 2010 018 997 A1中本领域常见地、示例性地公开的是，在驱控电路中使用高电压电路(HVIC–High Voltage Integrated Circuit，高电压集成电路)。HVIC提供了在驱控电路的初级侧与次级侧的电路部分之间实现电位分离的可能性，并且此外HVIC可以具有高电压结构元件，通常是高电压横向MOSFET，该高电压横向MOSFET在所谓的电平移位器中用于在初级侧与次级侧的电路部分之间进行信号传递。DE 10 2005 043 907 A1公开了一种替选方案，其中，待传递的驱控信号经由电容式的传递路段从初级侧的电路部分传递至次级侧的电路部分。
公知且有利的是，电平移位器集成地实施为HVIC中的驱控电路的一部分。用于构造HVIC的两个基本的绝缘技术是公知的。一方面是SOI(Silicon on Insulator，绝缘体上硅)技术，另一方面是pn绝缘技术(Junction Isolation，结绝缘)。SOI技术提供结构元件或结构元件组的介电电位分离，但目前出于有限的抗电强度的原因，仅提供最大800V的电位差。在pn绝缘技术中，电位差由截止极化的(sperrgepolt)pn结接收。该技术现在可提供最大1200V的电位差。
原则上，公知有不同的单片集成的电平移位器拓扑结构。简单的拓扑结构由串联的具有相应的截止能力的高电压晶体管(HV晶体管)和电阻器构成。如果在第一侧上，信号施加到HV晶体管的栅极上，那么该HV晶体管导通。由此产生的流过电平移位器的横向电流导致电阻上的压降，该压降可以作为信号被第二侧上的评估电路获取。包含这种具有HV晶体管的电平移位器的原理决定了用于信号传递所必需的横向电流路径，从而存在有电位分离，但不存在电流分离。
在DE 101 52 930 A1中公开了一种扩展的电平移位器拓扑结构，其中，驱控信号逐步地借助多个相同类型的、级联的电平移位器在中间电位上进行传递。因此能使用如下晶体管，它们仅占据整个电平移位器的所要求的截止能力的一小部分。因此，可以明显提高电平移位器的截止能力。
DE 10 2006 037 336公开了了一种实施为n沟道型的HV晶体管的串联电路的电平移位器。该拓扑结构具有如下优点，即，相对于根据DE 101 52 930 A1的拓扑结构，一方面减少了功率消耗并且另一方面减少了电路耗费。这尤其导致了更小的空间需求。
用于HVIC的所有提到的设计方案的共同之处在于，在电平移位器的互补的结构中，原则上也可以将信号从具有高参考电位的电路部分传递至具有低参考电位的电路部分。因此，该特性可以用于将信号由第二侧反馈至第一侧。但对此的前提是p沟道型的HV晶体管。
通过由功率半导体模块和驱控电路组成的系统的寄生电感可以在快速切换半导体开关期间导致次级侧的电路部分的相应的参考电位大多在正方向上，但也在负方向上并进而在初级侧的参考电位之下的强烈的转变。这在极大程度上出现在中、高功率的系统中，在这些系统中，尤其是大于50A的大电流被接通。然而，大多现在可供使用的电平移位器并不设计成用于此类沿负方向的信号传递。公知的pn绝缘技术也具有如下缺点，即，在参考电位在负方向上相应的转变的情况下，在初级侧与次级侧的电路部分之间的截止能力丧失，并且流动的漏电流会导致寄生晶闸管结构的点火，即所谓的闭锁(Latch-up)。这导致了功能损失并且可能导致相关电路的损坏。
由于绝缘区域的介电的绝缘性和与之相关的双向截止能力，这种限制在SOI技术中并没有给出，从而可以使用如下传递电路，这些传递电路即使在短暂或持续为负的次级侧的参考电位的情况下仍然确保了可靠的信号传递和绝缘性。DE 10 2006 050 913 A1公开了一种用于下位次级侧的此类电平移位器，其在SOI技术中实施有各一个上和下电平移位器分路，而在DE 10 2007 006 319 A1中公开了一种用于上位次级侧的此类电平移位器，其同样在SOI技术中实施为上和下电平移位器分路。
发明内容
本发明的任务在于，提出一种具有能单片集成的、用于驱控切换具有对称接地的中间电路的桥式电路的组件的驱控系统。
该任务根据本发明通过如下描述的驱控电路来解决。优选的实施方式在后文中进行描述。
本发明描述了一种用于半桥电路的驱控系统，该驱控系统具有上级的控制装置、接口电路和驱控电路，该驱控电路具有初级侧的电路部分、带初级侧的参考电位的驱控逻辑电路和次级侧的电路部分，该次级侧的电路部分分别构造有驱动级，用以驱控具有对称地在中性点处接地的中间电路、负和正的电压接头和多个半导体开关的半桥电路，其中，每个半导体开关和配属于其的驱动级具有配属的次级侧的参考电位。在此，各有一驱控电平移位器分别将初级侧的电路部分与相应的次级侧的电路部分连接，由此相应的驱控电平移位器配属于两个电路部分。初级侧的参考电位和下部的驱动级的下部的次级侧的参考电位相应于负电压接头的电位。接口电平移位器将接口电路与驱控电路的驱控逻辑电路连接。上级的控制装置和接口电路位于中性点的电位上。
下部的驱控电平移位器在此将驱控逻辑电路的驱控信号传递至下部的驱动级，该下部的驱动级又驱控半桥电路的下部的半导体开关。同样的情况也适用于上部的半导体开关。
此外，至少有接口电路、接口电平移位器、驱控逻辑电路、下部的驱控电平移位器以及进而下部的驱动级单片地集成在HVIC中。特别有利的是，所有驱控电平移位器和所有驱动级单片地集成。
在此有利的是，半桥电路构造为两或三电平逆变器。此外，在此优选的是，下部的半导体开关与半桥电路的负电压接头连接，而上部的半导体开关与半桥电路的正电压接头连接。
此外优选的是，半导体开关由具有反向并联的续流二极管的至少一个功率晶体管，尤其是绝缘栅双极晶体管(IGBT)构成。在此，发射极的电位是相应的绝缘栅双极晶体管的参考电位。
此外可以优选的是，每个半导体开关都设有一个接口电平移位器。
也可以有利的是，至少一个接口电平移位器和/或驱控电平移位器构造成用于单向传递配属的信号，或者构造成用于传递信号和配属的反馈信号并因此提供双向传递。
为此，至少一个接口电平移位器和/或驱控电平移位器可以由多个子电平移位器构成，这些子电平移位器分别单向传递信号或反馈信号。
可以理解的是，本发明的不同的设计方案可以单个地或者以任意可能的组合来实现以达到改进。尤其地，之前提到并阐述的特征不依赖于是否它们在该方法或主题的范围内被提到，不仅能在所说明的组合中使用，而且也能在其他组合中或单独使用，而不会脱离本发明的范围。
附图说明
对本发明的进一步阐述、有利的细节和特征由以下对根据本发明的布置的图1至图5所示的实施例或其中一部分的描述得到。其中：
图1示出根据现有技术的用于具有对称接地的中间电路的半桥电路的、具有电流分离的驱控系统；
图2示出根据现有技术的用于具有非对称接地的中间电路的半桥电路的、单片集成式的驱控系统；
图3示出根据本发明的用于具有对称接地的中间电路的两电平逆变器的第一驱控系统；
图4示出根据本发明的用于具有对称接地的中间电路的两电平逆变器的第二驱控系统；
图5示出根据本发明的用于具有对称接地的中间电路的三电平逆变器的第三驱控系统。
具体实施方式
图1示出了根据现有技术的具有带电流分离的驱控电路的驱控系统的电路图，并且示出了能通过该驱控系统进行驱控的半桥电路10，该半桥电路具有带两个中间电路电容器C1、C2的对称接地的中间电路、正电压接头+DC和负电压接头-DC。中间电路电容器C1、C2的共同的连接部，即中性节点N在此接地。该半桥电路10具有下部的所谓的下位半导体开关和上部的所谓的上位半导体开关，它们在此分别构造为具有反向并联的二极管D1、D4的绝缘栅双极晶体管T1、T4。下位半导体开关以及进而下位绝缘栅双极晶体管T1位于负电压接头-DC的电位上，而上位半导体开关以及进而上位绝缘栅双极晶体管T4位于半桥电路的交变电压接头AC的电位上。
驱控电路30具有初级侧的电路部分4，该电路部分具有像上级的驱控装置2那样位于地电位上的驱控逻辑电路40。此外，驱控电路30具有电位分离环节51、54，用以在初级侧的电路部分4与次级侧的电路部分6、尤其是驱动电路61、64之间进行电流分离。驱动电路61、64的参考电位610、640与配属的绝缘栅双极晶体管T1、T4的发射极E1、E4连接。电位分离环节51、54自身根据现有技术构造为脉冲变压器、光耦合器或光波导体。
图2示出了根据现有技术构造的具有在HVIC70上单片集成的驱控电路32的驱控系统的电路图，并且示出了能通过该驱控系统进行驱控的半桥电路12，该半桥电路具有非对称接地的中间电路和中间电路电容器C3，该中间电路电容器与正电压接头+DC和负的且接地的电压接头-DC连接。该半桥电路12在其余方面原则上与根据图1的半桥电路相同地构建。
驱控电路32同样类似于根据图1的驱控电路构建，但是在此，具有电流分离的电位分离环节通过驱控电平移位器来替代。上部的驱控电平移位器84在此必须克服相对于地最大为+DC的高电位差，并且构造为高电压(HV)电平移位器，而下部的驱控电平移位器81不必克服电位差或仅须克服几伏特的小电位差，并且因此构造为中等电压(MV)电平移位器。
图3示出了根据本发明的驱控系统的电路图以及能通过该驱控系统进行驱控的半桥电路10，该半桥电路构造为具有对称接地的中间电路的两电平逆变器。驱控系统由上级的控制装置2以及在HVIC 72中单片集成的接口电路90、两个接口电平移位器91、94和驱控电路构成，该驱控电路本身具有与根据图2的驱控电路相同的组件。
上级的控制装置2与接口电路90连接，并且该接口电路借助下部和上部的接口电平移位器91、94与驱控电路32连接，其中，接口电路90的参考电位900和上级的控制装置2的参考电位200与对称接地的中间电路的接地的中性节点N连接。初级侧的部分电路4，尤其是驱控电路32的驱控逻辑电路40位于半桥电路10的负电压接头-DC的电位上。驱动电路61、64的基本电位610、640与配属的绝缘栅双极晶体管T1、T4的相应的发射极E1、E4连接，并且因此与发射极的参考电位连接。
由上级的控制装置2产生的、用于驱控半桥电路10的半导体开关的控制信号被接口电路90获取，并且由接口电平移位器91、94传递至驱控电路32的初级侧的电路部分4，在此是驱控逻辑电路40。驱控信号在那里被处理，并且经由驱控电平移位器81、84传递至次级侧的电路部分6的配属的驱动电路61、64，在那里被放大并输送给相应的绝缘栅双极晶体管T1、T4。下部的驱动电路61的参考电位610在此是下部的绝缘栅双极晶体管T1的发射极E1上的电位。上部的驱动电路64的参考电位640在此是上部的绝缘栅双极晶体管T4的发射极E4上的电位。
在一方面是上级的电路2和接口电路90(因此也是中性节点上)的参考电位200与另一方面是初级侧的电路部分4的驱控逻辑电路40以及次级侧的电路部分6的下部的驱动级61(因此也是负电压接头-DC)的参考电位之间的电位差相应于具有下部的中间电路电容器C1的下部的部分中间电路的电位差。因此，接口电平移位器91、94的抗电强度和在位于地电位上的接口电路90、驱控逻辑电路40与下部的驱动级61之间的相对于地电位的绝缘性必须大于可以施加在下部的中间电路电容器C1上的最大电压。驱控信号经由接口电平移位器91、94的传递在此单极地从中性点N的电位至下部的电压接头-DC的参考电位地进行。为此，使用p沟道型的高电压横向MOSFET或者高电压电容器。
驱控信号由驱控逻辑电路40至驱动级61、64的传递同样单极地进行。为此必需的驱控电平移位器相应于根据图2的驱控电平移位器。
图4示出了根据本发明的驱控系统的第二实施方式。相对于根据图3的设计方案，在此使用了由多个子电平移位器910、911、912、940、941、942构成的双向的驱控电平移位器91、94。这些子电平移位器分别单向地传递信号，由此，可以额外地将辅助信号由驱控逻辑电路40传递至接口电路90。这些辅助信号示例性地可以是状态信号或传感器信号。因此，总体上构造出在一方面是接口电路90与另一方面是驱控逻辑电路40之间的双向通信。
根据本发明的驱控系统也可以针对具有对称接地的中间电路的其他半桥电路示例性地使用三电平逆变器。这种实施方式在图5中示出。
在此示出的三电平逆变器20由四个待驱控的半导体开关的串联电路构成，这些半导体开关相应地构造为四个绝缘栅双极晶体管T1至T4，这些绝缘栅双极晶体管具有附属于它们的续流二极管D1至D4以及两个限幅二极管D5、D6的。三电平逆变器20具有对称接地的中间电路以及正电压接头+DC和负电压接头-DC，该中间电路包括具有接地的中性点N的两个中间电路电容器C1、C2。上部的限幅二极管D6将在第三绝缘栅双极晶体管T3的发射极E3上的电压并且进而也将在交变电压接头AC上的电压限制为使其仅可以占据在中性节点N与正电压接头+DC的电压之间的值。下部的限幅二极管D5将在第二绝缘栅双极晶体管T2的发射极E2上的电压并且进而也将在交变电压接头AC上的电压限制为使其仅可以占据在中性节点N与负电压接头-DC的电压之间的值。由于对在中性节点N上的电压的该限定，该拓扑结构被称为NPC(Neutral Point Clamped，中点箝位型)拓扑结构。
为了在NPC拓扑结构中驱控三电平逆变器20，根据图3的驱控系统的设计方案以如下方式被扩展，即，一方面将两个另外的接口电平移位器92、93布置在接口电路90与驱控逻辑电路40之间。另一方面，将驱控电路32以两个另外的驱控电平移位器82、83以及具有配属的参考电位620、630的两个另外的驱动级62、63进行扩展。
在此，组件(如接口电路90和驱控逻辑电路40)显然已经相应地被修改。新添加的相应的第二和第三电平移位器布置在根据图3的相应的下部和上部的电平移位器之间，并且用于驱控第二和第三晶体管T2、T3，第二和第三晶体管布置在三电平逆变器20的下部和上部的晶体管T1、T4之间。
该驱控系统原则上也可以用于TNPC拓扑结构中的三电平逆变器。

Claims (10)

1.一种用于半桥电路的驱控系统，所述驱控系统具有上级的控制装置(2)、接口电路(90)和驱控电路(32)，所述驱控电路具有初级侧的电路部分(4)、带初级侧的参考电位(420)的驱控逻辑电路(40)和次级侧的电路部分(6)，所述次级侧的电路部分分别构造有驱动级(61、62、63、64)，用以驱控具有对称地在中性点(N)处接地的中间电路、负电压接头(-DC)和正电压接头(+DC)以及多个半导体开关(T1、D1、T2、D2、T3、D3、T4、D4)的半桥电路(10、20)，其中，每个半导体开关和配属于其的驱动级(61、62、63、64)具有配属的次级侧的参考电位(610、620、630、640)，其中，各有一驱控电平移位器(81、82、83、84)分别将所述初级侧的电路部分(4)与相应的次级侧的电路部分(6)连接，并且因此分别配属于这两个电路部分，并且在此，所述初级侧的参考电位(420)和下部驱动级(61)的下部次级侧的参考电位(610)相应于所述负电压接头(-DC)的电位，
其中，接口电平移位器(91、92、93、94)将所述接口电路(90)与所述驱控电路(32)的驱控逻辑电路(40)连接，并且在此，所述上级的控制装置(2)的参考电位(200)和所述接口电路(90)的参考电位(900)位于所述中性点(N)的电位上，并且
其中，所述接口电路(90)、所述接口电平移位器(91、92、93、94)、所述驱控逻辑电路(40)、下部驱控电平移位器(81)以及与该下部驱控电平移位器连接的下部驱动级(61)单片地集成在HVIC(72)中。
2.根据权利要求1所述的用于半桥电路的驱控系统，其中，
所述半桥电路(10、20)构造为两电平逆变器或三电平逆变器。
3.根据权利要求2所述的用于半桥电路的驱控系统，其中，
下部半导体开关(T1、D1)与三电平逆变器的负电压接头(-DC)连接，而上部半导体开关(T4、D4)与三电平逆变器的正电压接头(+DC)连接。
4.根据权利要求1或2所述的用于半桥电路的驱控系统，其中，
半导体开关由具有反向并联的续流二极管(D1、D2、D3、D4)的至少一个功率晶体管(T1、T2、T3、T4)构成。
5.根据权利要求1或2所述的用于半桥电路的驱控系统，其中，
半导体开关由具有反向并联的续流二极管(D1、D2、D3、D4)的至少一个绝缘栅双极晶体管构成。
6.根据权利要求5所述的用于半桥电路的驱控系统，其中，
发射极(E1、E2、E3、E4)的电位是相应的绝缘栅双极晶体管(T1、T2、T3、T4)的参考电位。
7.根据权利要求1或2所述的用于半桥电路的驱控系统，其中，
每个半导体开关分别设有一个接口电平移位器(91、92、93、94)。
8.根据权利要求1或2所述的用于半桥电路的驱控系统，其中，
所有驱控电平移位器(81、82、83、84)和所有驱动级(61、62、63、64)单片地集成。
9.根据权利要求1或2所述的用于半桥电路的驱控系统，其中，
至少一个接口电平移位器(91、92、93、94)和/或驱控电平移位器(81、82、83、84)构造成用于单向传递配属的信号，或者构造成用于传递信号和配属的反馈信号并因此提供双向传递。
10.根据权利要求1或2所述的用于半桥电路的驱控系统，其中，
至少一个接口电平移位器(91、92、93、94)由多个子电平移位器(910、911、912、940、941、942)构造成，这些子电平移位器分别单向传递各一个信号或反馈信号。
CN201410643827.4A 2013-11-07 2014-11-07 用于驱控具有对称接地的中间电路的桥式电路的驱控系统 Active CN104638886B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013112264.7 2013-11-07
DE201310112264 DE102013112264A1 (de) 2013-11-07 2013-11-07 Ansteuersystem zur Ansteuerung von Brückenschaltungen mit symmetrisch geerdetem Zwischenkreis

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104638886A CN104638886A (zh) 2015-05-20
CN104638886B true CN104638886B (zh) 2018-08-28

Family

ID=51585048

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410643827.4A Active CN104638886B (zh) 2013-11-07 2014-11-07 用于驱控具有对称接地的中间电路的桥式电路的驱控系统

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP2871763B1 (zh)
CN (1) CN104638886B (zh)
DE (1) DE102013112264A1 (zh)
DK (1) DK2871763T3 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105305789B (zh) * 2015-10-26 2018-01-30 中国科学院声学研究所 一种功率切换开关电路
DE102016206818A1 (de) * 2016-04-21 2017-10-26 Baumüller Nürnberg GmbH Schaltungsanordnung und Verfahren zur Erzeugung eines Steuersignals für einen Halbleiterschalter
JP6692323B2 (ja) * 2017-06-12 2020-05-13 三菱電機株式会社 半導体装置
DE102019200181A1 (de) * 2018-01-15 2019-07-18 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren zur Ansteuerung, Ansteuerschaltung, Bremssystem und Verwendung
DE102018201206A1 (de) * 2018-01-26 2019-08-01 Siemens Aktiengesellschaft Modulare Anordnung eines Umrichters und Luftfahrzeug mit einer derartigen Anordnung

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100511954C (zh) * 2004-09-08 2009-07-08 富士电机电子技术株式会社 逆变器单元、集成电路芯片以及车辆驱动装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4462776B2 (ja) 2001-03-13 2010-05-12 三菱電機株式会社 電力変換装置および信号レベル変換装置
JP3806644B2 (ja) * 2001-12-13 2006-08-09 三菱電機株式会社 電力用半導体装置
US7248061B2 (en) 2004-09-14 2007-07-24 Denso Corporation Transmission device for transmitting a signal through a transmission line between circuits blocks having different power supply systems
DE102006037336B3 (de) 2006-08-10 2008-02-07 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Levelshifter für eine Ansteuerschaltung für Leistungshalbleiterbauelemente
DE102006050913B4 (de) 2006-10-28 2012-08-23 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Ansteuerschaltung mit BOT-Levelshifter zur Übertragung eines Eingangssignals und zugeordnetes Verfahren
DE102007006319B4 (de) 2007-02-08 2012-12-13 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Ansteuerschaltung mit TOP-Levelshifter zur Übertragung eines Eingangssignals und zugeordnetes Verfahren
DE102010018997B4 (de) 2010-05-03 2013-04-04 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Ansteuerschaltung mit Übertragungsschaltung zur kapazitiven Übertragung eines Signals und zugeordnetes Verfahren
WO2013007788A1 (de) * 2011-07-12 2013-01-17 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Verfahren zur regelung einer mittelpunktspannung

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100511954C (zh) * 2004-09-08 2009-07-08 富士电机电子技术株式会社 逆变器单元、集成电路芯片以及车辆驱动装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP2871763A1 (de) 2015-05-13
DK2871763T3 (da) 2017-11-20
CN104638886A (zh) 2015-05-20
EP2871763B1 (de) 2017-08-16
DE102013112264A1 (de) 2015-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104638886B (zh) 用于驱控具有对称接地的中间电路的桥式电路的驱控系统
CN103477543B (zh) 具有无源滤波器的电子组件
CN107078629B (zh) 有源缓冲器
WO2017143898A1 (zh) 一种集成自举的高压驱动芯片及其工艺结构
CN104638960B (zh) 用于三电平逆变器的控制电路
CN108631552A (zh) 电力转换装置
CN102365813B (zh) 具有两个不对称桥和一个使dc输入与ac输出去耦的空转通路的逆变器
CN103312202B (zh) 高频应用中的逆变器拓扑及其控制方法
KR20170006268A (ko) 전력 변환 장치 및 구동 장치
WO2015061405A1 (en) Hybrid three-level t-type converter for power applications
CN106664025A (zh) 双向dc‑dc转换器
US8493101B2 (en) Drive circuit with a transmission circuit for capacitively transmitting a signal and associated method
CN102684164A (zh) 具有感性箝位电路的e类放大器
CN103516206B (zh) 开关式电源及其操作方法
CN103152017A (zh) 延迟电路、具有延迟电路的电路系统及其方法
CN104995809A (zh) 直流电压变换器
CN103081329B (zh) Dc/dc转换器
CN107276374B (zh) 一种不对称半桥反激驱动电路
CN102934349B (zh) 用于模块化的多级转换器的双模块
CN107800316A (zh) 逆变器和光伏设备
CN103326552B (zh) 超大功率igbt感应加热设备的电流均衡系统及全桥逆变单元
EP3849082A1 (en) Clamp circuit for power switches
CN114600365A (zh) 例如用于在功率因数校正中使用的逆变器电路和方法
CN100435458C (zh) 具有开关点噪音抑制功能的脉冲宽度调制开关电源电路
US20170302270A1 (en) Method and apparatus for current/power balancing

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant